專利名稱：用于生成在電纜傳輸系統(tǒng)中使用的前導(dǎo)信號的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明原理涉及有線傳輸系統(tǒng)和技術(shù)。更特別的是，本發(fā)明涉及一種用于電纜信道傳輸?shù)腄VB-C(電纜數(shù)字視頻廣播)2標(biāo)準(zhǔn)的前導(dǎo)信號設(shè)計。
背景技術(shù)：
近來，DVB-C2 (DVB項目正在研發(fā)的下一代數(shù)字電纜傳輸系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行中。 達(dá)成一致的是，DVB-C2將盡可能多地重新利用DVB-T (地面數(shù)字視頻廣播)2標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。 因此，將會采用DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的0FDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)以及編碼技術(shù)(BCH+低密度奇偶校驗(LDPC))。但是，必須要注意到，設(shè)計DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)是用于地面無線信道，而設(shè)計 DVB-C2標(biāo)準(zhǔn)是用于電纜信道。電纜信道和無線信道有兩點(diǎn)區(qū)別。第一點(diǎn)區(qū)別是，電纜信道是僅有幾個微弱的回波的高質(zhì)量(高信噪比(SNIO)信道。第二點(diǎn)區(qū)別是，分配給電視廣播的無線頻譜是由美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)來管制，而我們可以使用有線網(wǎng)絡(luò)中自由度高的頻譜。結(jié)果是，DVB-T2中所用的信號幀結(jié)構(gòu)和前導(dǎo)信號可能不適合再用于DVB-C2標(biāo)準(zhǔn)中。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一種實施方式，用于生成在電纜傳輸介質(zhì)中使用的前導(dǎo)信號的方法包括，在頭幾個載波中插入補(bǔ)充序列作為信頭；用糾錯碼保護(hù)所述系統(tǒng)的信令位；將所述補(bǔ)充序列和信令位只映射到分配的偶數(shù)載波上的調(diào)制符號中，其中，映射后的調(diào)制符號形成每一幀中的前導(dǎo)信號；以及將所形成的前導(dǎo)信號變換到時域上。
根據(jù)另一種實施方式，用于生成在電纜傳輸系統(tǒng)中使用的前導(dǎo)信號的設(shè)備包括處理器，用于在頭幾個載波中插入補(bǔ)充序列作為信頭，用糾錯碼保護(hù)所述系統(tǒng)的信令位，并將所述補(bǔ)充序列和保護(hù)后的信令位映射到調(diào)制符號中，以形成所述前導(dǎo)信號；以及調(diào)制器，配置為僅分配偶數(shù)載波，使得所述前導(dǎo)信號能夠在所分配的偶數(shù)載波上傳輸。
從下文對示例實施例的具體描述結(jié)合附圖，本發(fā)明原理的這些及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將會顯而易見。


根據(jù)以下示例的附圖，會更好地理解本發(fā)明原理，其中 圖1是DVB-C2信號的幀結(jié)構(gòu)的表示圖； 圖2a_2c所示為說明根據(jù)本發(fā)明原理的各種實施方式的用于生成前導(dǎo)信號的方法的方塊圖；
4 圖3是DVB-C2前導(dǎo)信號在頻域內(nèi)的構(gòu)成的表示圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的實施方式的示例的前導(dǎo)信號與綁定信道的循環(huán)表示圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明原理的實施方式的前導(dǎo)信號的構(gòu)成表示圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的實施方式的使用沃爾什(Walsh)碼的前導(dǎo)信號的例子； 圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的實施例的用于實施前導(dǎo)信號的生成的設(shè)備的方塊圖。
具體實施例方式本發(fā)明原理針對的是在數(shù)字有線傳輸環(huán)境中所用的DVB-C2標(biāo)準(zhǔn)中的前導(dǎo)信號設(shè)計的方法和設(shè)備。
當(dāng)前的描述說明的是本發(fā)明的原理。因此，要理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計出各種體現(xiàn)本發(fā)明的原理且包含在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)的方案，即使這些方案沒有在這里明確描述或者顯示。
此處所列舉的所有示例和條件語言的目的是用于教導(dǎo)，以幫助讀者理解發(fā)明人貢獻(xiàn)的本發(fā)明原理和概念，以使現(xiàn)有技術(shù)更進(jìn)一步改進(jìn)，應(yīng)解讀為不受這些特別地列出的示例和條件的限制。
另外，此處詳述本發(fā)明原理的原理、各方面和實施例及其具體例子的所有表述旨在涵蓋其結(jié)構(gòu)和功能上的等同物。另外，這樣的等同物不僅旨在包括當(dāng)前已知的等同物，還包括將來研發(fā)的等同物，即，將來研發(fā)的執(zhí)行同樣功能的元件，而不管其結(jié)構(gòu)如何。
因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員會明白，此處所呈現(xiàn)的方塊圖表示的是體現(xiàn)本發(fā)明原理的示例性電路的構(gòu)思圖。類似地，將會理解，任何流程圖、流程圖表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、偽碼等代表各種處理過程，這些處理過程可以主要呈現(xiàn)為計算機(jī)可讀介質(zhì)的形式，由計算機(jī)或者處理器執(zhí)行，而不管是否明確示出了這樣的計算機(jī)或處理器。
圖中所示的各種元件的功能可以由使用專用的硬件以及與適當(dāng)?shù)能浖P(guān)聯(lián)的、能夠執(zhí)行軟件的硬件來提供。當(dāng)由處理器來提供時，所述功能可以由單個的專用處理器、單個共享的處理器、或者多個單獨(dú)的處理器來提供，所述多個單獨(dú)的處理器中有一些可以共享。 另外，專用術(shù)語“處理器”或者“控制器”不應(yīng)當(dāng)解釋為排他性地指能夠執(zhí)行軟件的硬件，可以隱含包括且不限于數(shù)字信號處理器(“DSP”)硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器(“ROM”)、 隨機(jī)存取存儲器(“RAM”)和非易失性存儲器。
也可以包括其它傳統(tǒng)的和/或定制的硬件。類似地，圖中所示的任何開關(guān)僅是概念上的。它們的功能可以通過操作程序邏輯、通過專用邏輯、通過程序控制和專用邏輯的交互、或者甚至是手動來實現(xiàn)，所述特定的技術(shù)是可由實施者選擇的，這在上下文中會更具體地理解到。
在權(quán)利要求中，任何表述為用于執(zhí)行特定功能的裝置的要素旨在涵蓋執(zhí)行所述功能的任何一種方式，包括，例如，a)執(zhí)行所述功能的電路元件的組合，或者b)任何形式的軟件，包括固件、微代碼之類，與用于執(zhí)行所述軟件的適當(dāng)?shù)碾娐方Y(jié)合來實現(xiàn)所述功能。通過這樣的權(quán)利要求定義的本發(fā)明原理在于所列舉的各種裝置所提供的功能是依照權(quán)利要求要求的方式結(jié)合在一起的事實。因此，任何能夠提供那些功能的裝置被認(rèn)為是等同于本說明書所示的這些裝置。
說明書中引用的本發(fā)明原理的“一個實施例”或者“本發(fā)明原理的實施例”，以及它的其它變化，意思是結(jié)合實施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、特性等等之類是包括在本發(fā)明原理的至少一個實施例中。因此，在整個說明書中各處出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”或者 “在實施例中”以及任何其它變化不是必須都指的是同一個實施例。
根據(jù)一種實施方式，設(shè)計一種在DVB-C2標(biāo)準(zhǔn)中使用的前導(dǎo)信號。本發(fā)明原理的前導(dǎo)信號具有多種功能，包括幀的計時同步、頻率偏移估計、系統(tǒng)信息信令和初始信道估計。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到，本說明書中討論的一些構(gòu)思包括但是不限于DVB-C2、 前導(dǎo)信號設(shè)計、信令和同步。
設(shè)計本發(fā)明原理的前導(dǎo)信號的動機(jī)是因為在電纜信道內(nèi)需要使用有效的前導(dǎo)信號結(jié)構(gòu)。根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明原理的前導(dǎo)信號結(jié)構(gòu)擁有以下功能 1.當(dāng)在發(fā)送器側(cè)應(yīng)用信道綁定技術(shù)時，允許在任何調(diào)諧位置接收，以支持在接收器側(cè)的局部接收； 2. C2系統(tǒng)識別、前導(dǎo)信號識別和幀計時同步； 3.頻率偏移估計； 4.系統(tǒng)信息的信令(保護(hù)間隔長度、星座圖、編碼率，等等)以及 5.初始信道估計 基本的前導(dǎo)信號結(jié)構(gòu) 如圖1所示，DVB-C2幀10包括一群OFDM符號12a_12n，且第一個OFDM符號是前導(dǎo)信號符號14，用于執(zhí)行C2系統(tǒng)的同步和信令。在所描述的例子中，選擇所述OFDM調(diào)制的 FFT (快速傅立葉變換)大小為4k。因此，根據(jù)這個示例的實施方式，所述前導(dǎo)信號被設(shè)計成使用有4k載波的OFDM調(diào)制。
圖加所示為一種生成所述前導(dǎo)信號的示例方法20的方塊圖。在這個例子中， 在開頭的幾個載波中插入補(bǔ)充序列22作為信頭(例如參見圖3)，然后被映射M到調(diào)制符號中(例如，二相相移鍵控(BPSK)映射)。那些本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到，所述補(bǔ)充序列是所述標(biāo)準(zhǔn)的一部分，可以參考?xì)W洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會歐洲標(biāo)準(zhǔn)ESTI EN 302 755 VI. 1. 1_0. 2 (2008-10)草案中的表63。從功能上講，所述映射后的符號被指定給所分配的偶數(shù)載波，因而在分配所述偶數(shù)載波之前先進(jìn)行映射。
系統(tǒng)信息的信令位沈由糾錯碼保護(hù)28，然后被映射到正交碼的調(diào)制符號或者正交幅度調(diào)制(QAM)符號中(30)。圖5所示為所述前導(dǎo)信號符號的結(jié)構(gòu)的例子。根據(jù)一種實施方式，那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，可以用導(dǎo)頻載波來進(jìn)行信道估計。圖6所示為另一個使用長度為2的Walsh碼來表達(dá)1位的例子。信息位0由編碼(1，1)發(fā)送，信息位1由編碼(1，-1)發(fā)送。一旦發(fā)送了所述系統(tǒng)的位的信號之后，所述調(diào)制器給偶數(shù)載波32分配系統(tǒng)位信息和補(bǔ)充序列。重要的是要注意，根據(jù)本發(fā)明原理的優(yōu)選實施方式，僅使用偶數(shù)載波，奇數(shù)載波留作虛擬載波。最后，通過IFFT運(yùn)算34，將所述前導(dǎo)信號變換到時域，根據(jù)所希望的實施方式，可以加上循環(huán)前綴(CP)36，以生成DVB-C2前導(dǎo)信號。
圖2b所示為從圖加的方塊圖得到的方法步驟20b。在這種實施方式中，在開頭的幾個載波中插入所述補(bǔ)充序列作為信頭22，所述信令位用糾錯碼來保護(hù)觀，所述補(bǔ)充序列和信令位都被映射到調(diào)制符號中04，30)，然后，僅將它們分配給所述偶數(shù)載波(32)。
圖2C所示為根據(jù)本發(fā)明原理的方法20c的另一種實施方式。在這種實施方式中， 當(dāng)電纜傳輸中的兩個或多個信道綁定時(40)，可以考慮。在這種情況下，如在下文所描述的，必須加上限制G2)載波的數(shù)目小于或者等于OFDM符號中所用的載波的數(shù)目的步驟。也需要加上確保G4)所產(chǎn)生的在頻率上重復(fù)的前導(dǎo)信號填滿所述綁定的信道的整個頻譜的步驟。
圖7所示為根據(jù)本發(fā)明原理的用于生成DVB-C2前導(dǎo)信號的設(shè)備70。與存儲器74 和調(diào)制器76通信的處理器72通過使用下文的判定及執(zhí)行同樣的步驟來控制前導(dǎo)信號的生成。那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，存儲器74可以包含所需要的補(bǔ)充序列的變型，所述處理器72將會判斷，在前導(dǎo)信號生成過程中使用哪些補(bǔ)充序列，以便協(xié)調(diào)補(bǔ)充序列與期望的電纜傳輸應(yīng)用。
根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，所述前導(dǎo)信號結(jié)構(gòu)有三個判定 1.所述前導(dǎo)信號所用的載波數(shù)目Kp由 Kp ≤Ktotal(1) 限定，其中Kt。tal是一個OFDM符號中所用的載波數(shù)目，例如，在DVB-T2中規(guī)定，在 4K 模式下，Ktotal = 3409 (FFT 大小=4096)； 2.所述前導(dǎo)信號，承載著在所述綁定的信道的頻譜中發(fā)送的信號的信息，循環(huán)地填滿整個頻譜。另外，所述前導(dǎo)信號將覆蓋整個8MHZ，即，在DVB-T2中定義了 3584個載波。 這個判定可以表述為 Xjk] = P[(i · 3584+k) % Kp]，i = 0，1，· · ·，k = 0，1，· · ·，3583 (2) 其中，Xi [k]是在第i個綁定信道的第k個載波中傳輸?shù)男盘枺琍[l]是在第1個載波中的前導(dǎo)信號，0≤≤1Kp ；以及 3.僅調(diào)制偶數(shù)載波，而留下奇數(shù)載波作為虛擬載波。
當(dāng)在發(fā)送器側(cè)應(yīng)用所述信道綁定技術(shù)時，因需要在接收器側(cè)支持局部接收而使用所述第一和第二判定。通過使用所述信道綁定技術(shù)，將幾個信道綁定在一起，以提供一個大的頻譜。因此，根據(jù)個別業(yè)務(wù)所需的帶寬，可以將這個大的頻譜分成子信道或者數(shù)據(jù)片。為了更靈活，允許子信道或者數(shù)據(jù)片在所述綁定的頻譜內(nèi)的任何點(diǎn)(載波)開始。然后，所述前導(dǎo)信號必須由接收器在所述綁定頻譜內(nèi)的任何調(diào)諧位置接收和檢測到。值得注意的是， 如果在所述接收器中實施局部接收，則不能去掉或者減小所述保護(hù)頻帶。因此，當(dāng)使用所述信道綁定技術(shù)時，所述頻譜的效率沒有明顯的改善。當(dāng)不使用信道綁定和局部接收時，或者對子信道有限制，使得不允許一個子信道橫跨兩個相鄰的綁定信道的邊界時，前兩個判定可以放棄。作出第三個判定，使得所述前導(dǎo)信號在時域內(nèi)有重復(fù)的結(jié)構(gòu)，以能夠快速識別前導(dǎo)信號。這種類型的結(jié)構(gòu)還用在IEEE802. 11和802. 16中。所述重復(fù)結(jié)構(gòu)理解起來容易。 考慮我們僅調(diào)制偶數(shù)載波，留下奇數(shù)載波作為虛擬載波。從反(離散傅立葉變換)DFT方程式
權(quán)利要求
1.一種用于生成在電纜傳輸介質(zhì)中使用的前導(dǎo)信號的方法，該方法包括步驟 在開始的載波中插入02)補(bǔ)充序列作為信頭；為系統(tǒng)的信令位生成08)糾錯碼；將所述補(bǔ)充序列和信令位僅映射04,30,3 到分配的偶數(shù)載波上的調(diào)制符號中，所述映射后的調(diào)制符號形成每一幀中的前導(dǎo)信號；以及將所述前導(dǎo)信號變換(34)到時域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)電纜載波的狀況設(shè)置所述補(bǔ)充序列的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括預(yù)留所述分配的偶數(shù)載波中的至少一個用于導(dǎo)頻載波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其進(jìn)一步包括使用所述導(dǎo)頻載波來測量載波狀況。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其進(jìn)一步包括在接下來的OFDM符號中重新使用在所述的導(dǎo)頻載波上的信道增益因子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的映射進(jìn)一步包括使用正交碼來傳送系統(tǒng)信息的信令位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所需要的系統(tǒng)信息位的數(shù)目和信道狀況來選擇所述正交碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括增加循環(huán)前綴來完全生成所述前導(dǎo)信號的步馬聚ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括 綁定GO)兩個或者多個信道；以及確保G4)所產(chǎn)生的在頻率上重復(fù)的前導(dǎo)信號填滿所述綁定的信道的整個頻譜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括限制02)所述前導(dǎo)信號所用的載波數(shù)目少于或者等于在一個OFDM符號中所用的載波數(shù)目。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的映射進(jìn)一步包括使用QAM碼來傳送系統(tǒng)信息的信令位。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的糾錯碼包括Reed-Muller碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述的正交碼包括Walsh碼。
14.一種用于產(chǎn)生在電纜傳輸系統(tǒng)中使用的前導(dǎo)信號的裝置，包括處理器(72)，用于在開頭的載波中插入補(bǔ)充序列作為信頭，為所述系統(tǒng)的信令位生成糾錯碼，并將所述補(bǔ)充序列和受到保護(hù)的信令位映射到調(diào)制符號中，以形成所述前導(dǎo)信號； 以及調(diào)制器(76)，配置為僅分配偶數(shù)載波，并使所述前導(dǎo)信號能夠在所分配的偶數(shù)載波上傳輸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述的處理器進(jìn)一步使得所述電纜傳輸系統(tǒng)中的兩個或多個信道能夠綁定，并確保所生成的在頻率上重復(fù)的前導(dǎo)信號填滿所述綁定的信道的整個頻譜。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述處理器進(jìn)一步限制所述前導(dǎo)信號使用的載波數(shù)目小于或者等于在OFDM符號中使用的載波的數(shù)目。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述的處理器預(yù)留所分配的偶數(shù)載波中的至少一個，用于導(dǎo)頻載波。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中使用所述導(dǎo)頻載波來測量載波狀況。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中使用所述正交碼來傳送系統(tǒng)信息的信令位。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中所述的糾錯碼包括Reed-Muller碼。
21.一種用于接收和處理在電纜傳輸介質(zhì)中使用的前導(dǎo)信號的方法，該方法包括步驟從時域變換(34)所述前導(dǎo)信號；將僅在分配的偶數(shù)載波上的調(diào)制符號從每一幀中的所述前導(dǎo)信號映射到補(bǔ)充序列和信令位；處理系統(tǒng)的信令位的糾錯碼；以及去掉在開始的載波中用作信頭的補(bǔ)充序列。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所分配的偶數(shù)載波中的至少一個用作導(dǎo)頻載波。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述的導(dǎo)頻載波用于測量載波狀況。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中在接下來的OFDM符號中的導(dǎo)頻載波上使用信道增益因子。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述的映射進(jìn)一步包括使用用于傳送系統(tǒng)信息的信令位的QAM碼。
26.一種用于生成在電纜傳輸系統(tǒng)中使用的前導(dǎo)信號的設(shè)備，包括解調(diào)器(76)，被配置來僅處理偶數(shù)載波，并使得能夠在所分配的偶數(shù)載波上接收所述前導(dǎo)信號；處理器(72)，用于去掉開頭的載波中作為信頭的補(bǔ)充序列，處理所述系統(tǒng)的信令位的糾錯碼，從形成所述前導(dǎo)信號的調(diào)制符號解映射所述補(bǔ)充序列和受保護(hù)的信令位。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈的設(shè)備，其中所述的處理器接收用于導(dǎo)頻載波的所分配的偶數(shù)載波中的至少一個載波。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈的設(shè)備，其中處理用于傳送系統(tǒng)信息的信令位的正交碼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于生成在DVB-C2電纜傳輸標(biāo)準(zhǔn)中使用的前導(dǎo)信號的方法和設(shè)備。所述前導(dǎo)信號具有多種功能，包括幀計時、同步、頻率偏移估計、發(fā)送系統(tǒng)信息的信令和初始信道的估計。根據(jù)一種實施方式，插入補(bǔ)充序列作為信頭，所述補(bǔ)充序列和系統(tǒng)信令位被映射到調(diào)制符號中，用于僅在所述電纜傳輸系統(tǒng)的所分配的偶數(shù)信道上傳輸。
文檔編號H04L27/26GK102187634SQ200980141623
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者陳厚昕, 高文 申請人:湯姆遜許可公司